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山東杰魯特環(huán)?？萍加邢薰臼菍I(yè)生產(chǎn)污水處理設(shè)備，醫(yī)院一體化污水處理設(shè)備，農(nóng)村生活污水處理設(shè)備的生產(chǎn)廠家，從設(shè)計-制造-安裝都是杰魯特人內(nèi)部自己的工作人員親自操作，的保證了產(chǎn)品的質(zhì)量、應(yīng)用、操作方便和設(shè)備的美觀。我們奉行“商以信為本，人以誠為本”的企業(yè)精神，以強(qiáng)烈的責(zé)任感，致力于改善人類生存環(huán)境，努力創(chuàng)造更好
五大污水處理設(shè)備一體化地埋式*曝氣強(qiáng)度和進(jìn)水流量為0.65 m3·h-1、200 L·h-1工況的液相流動特征從圖 5e~h可見：該工況下, 低速區(qū)和高速區(qū)交織在一起, 且高速區(qū)域面積較小, 低速區(qū)面積較大.流線整體呈紊亂狀態(tài), 升流區(qū)出現(xiàn)較多小尺度渦旋結(jié)構(gòu).渦量正值區(qū)域面積和負(fù)值區(qū)域面積較接近, 且呈正負(fù)交織的狀態(tài).導(dǎo)流錐、流化床底部和折流板左邊出現(xiàn)大量小尺度渦結(jié)構(gòu).
對比兩種速度矢量圖可以看出, 隨著進(jìn)水流量的增加, 折流板下面區(qū)域的液相速度有明顯的增加, 但整體液相速度下降接近于50%.分析其原因, 隨著進(jìn)水流量的增加, 進(jìn)水一部分進(jìn)入環(huán)流區(qū), 大部分的進(jìn)水隨著折流板和導(dǎo)流錐的方向沖擊流化床底部的填料, 使得大量的填料向左上移動, 一部分填料進(jìn)入曝氣區(qū)后形成流化, 一部分無法隨氣液上升而偏離曝氣區(qū)的填料逐漸向下移動, 與上升氣液形成, 從而減速了進(jìn)水動能;進(jìn)水沖擊大量填料區(qū)后, 動能逐漸減弱, 氣泡尾流無法把所有懸浮填料帶入環(huán)流, 使得大量懸浮填料阻礙了液體的上升。
進(jìn)水流量較大對環(huán)流液相可能造成一定的干擾.對比兩種渦量圖可以看出, 曝氣強(qiáng)度和進(jìn)水流量為0.65 m3·h-1、200 L·h-1工況的正值區(qū)域面積有明顯的減少, 但減少趨勢較小, 說明液相剪切力有相應(yīng)的降低.對比兩種漩渦強(qiáng)度圖可以看出, 0.65 m3·h-1、200 L·h-1工況的渦核數(shù)量有明顯的減少.由3.1節(jié)可知, 曝氣強(qiáng)度和進(jìn)水流量為1.05 m3·h-1、50 L·h-1工況與0.65 m3·h-1、200 L·h-1工況下兩種填料濃度接近, 但1.05 m3·h-1、50 L·h-1工況的升流區(qū)填料大于0.65 m3·h-1、200 L·h-1工況, 降流區(qū)則相反;由此可推論, 在該實驗條件下, 升流區(qū)填料濃度隨液相速度和渦核數(shù)量的增加而增加;降流區(qū)填料濃度隨液相速度的增加而減少, 隨渦核數(shù)量的減少而減少.
進(jìn)水流量較大對環(huán)流液相可能造成一定的干擾.對比兩種渦量圖可以看出, 曝氣強(qiáng)度和進(jìn)水流量為0.65 m3·h-1、200 L·h-1工況的正值區(qū)域面積有明顯的減少, 但減少趨勢較小, 說明液相剪切力有相應(yīng)的降低.對比兩種漩渦強(qiáng)度圖可以看出, 0.65 m3·h-1、200 L·h-1工況的渦核數(shù)量有明顯的減少.由3.1節(jié)可知, 曝氣強(qiáng)度和進(jìn)水流量為1.05 m3·h-1、50 L·h-1工況與0.65 m3·h-1、200 L·h-1工況下兩種填料濃度接近, 但1.05 m3·h-1、50 L·h-1工況的升流區(qū)填料大于0.65 m3·h-1、200 L·h-1工況, 降流區(qū)則相反;由此可推論, 在該實驗條件下, 升流區(qū)填料濃度隨液相速度和渦核數(shù)量的增加而增加;降流區(qū)填料濃度隨液相速度的增加而減少, 隨渦核數(shù)量的減少而減少.
3.5 四邊形折流式膜生物流化床上部區(qū)域液相流態(tài)特征
曝氣強(qiáng)度和進(jìn)水流量為1.05 m3·h-1、50 L·h-1工況的液相流動特征由圖 7a~d可知：該工況下, 峰值速度出現(xiàn)在上部區(qū)域的上部和右邊壁區(qū)域, 且高速區(qū)域面積較小;低速區(qū)分布零散, 且低速區(qū)面積較小.升流區(qū)流線呈向右傾斜, 并出現(xiàn)多個小渦旋結(jié)構(gòu), 降流區(qū)流線較紊亂.渦量正值區(qū)域面積較大, 負(fù)值區(qū)域面積較小, 說明液相剪切力較強(qiáng).從漩渦強(qiáng)度云圖可以看出, 上部區(qū)域任然出現(xiàn)較多的小尺度渦結(jié)構(gòu).
五大污水處理設(shè)備一體化地埋式*曝氣強(qiáng)度和進(jìn)水流量為0.65 m3·h-1、200 L·h-1工況的液相流動特征從圖 6e~h可知：該工況下, 峰值速度出現(xiàn)在上部區(qū)域上部和右邊壁區(qū)域, 且高速區(qū)域面積較小;低速區(qū)分布較廣, 且低速區(qū)面積較大.升流區(qū)流線呈向右傾斜, 并出現(xiàn)多個小渦旋結(jié)構(gòu), 降流區(qū)流線較紊亂.渦量正值區(qū)域面積和負(fù)值區(qū)域面積較接近, 且呈正負(fù)交織的狀態(tài).
圖 6 流化床上部區(qū)域兩種不同條件下的液相流動特征 (a, e.速度矢量圖, b, f.流線圖, c, g.渦量圖, d, h.漩渦強(qiáng)度圖)
對兩種速度矢量圖可以看出, 隨著進(jìn)水流量液相速度下降接近于30%, 可見, 液相速度與曝氣強(qiáng)度呈線性關(guān)系.對比兩種渦量圖可以看出, 曝氣強(qiáng)度和進(jìn)水流量為0.65 m3·h-1、200 L·h-1工況的正值區(qū)域面積相比有明顯的減少趨勢, 正負(fù)值區(qū)域面積接近, 但渦量正值較大, 說明液相剪切力較強(qiáng).兩種漩渦強(qiáng)度圖的渦核分布和數(shù)值差別較小.
綜上3.4~3.5節(jié), 下部區(qū)域液相流場受到進(jìn)水管布置、折流板結(jié)構(gòu)(角度、低隙高度)、導(dǎo)流錐結(jié)構(gòu)(角度、高度)、填料濃度、進(jìn)水流量及曝氣強(qiáng)度的共同作用, 流場特性為六者作用的疊加;上部區(qū)域液相流場受到膜組件布置、隔板與自由液面高度、折流板結(jié)構(gòu)(角度、低隙高度)、填料濃度、進(jìn)水流量及曝氣強(qiáng)度的共同作用, 流場特性為六者作用的疊加.六者的疊加作用產(chǎn)生的擾流對該流化床流場流動的影響主要體現(xiàn)在流場中產(chǎn)生大量的小尺度渦結(jié)構(gòu), 推論此時液相流場特性有助于加大顆粒載體與液相的相間相對流動速度差, 使得載體與液相的動態(tài)紊流性較好, 易造成載體生物膜細(xì)胞傳質(zhì)濃度邊界趨于不穩(wěn)定進(jìn)而提高傳質(zhì)效率;作用于生物膜的水力剪切力較強(qiáng), 載體生物膜新舊菌體更新速率加快, 提高了生化代謝效率.
4 結(jié)論(Conclusions)
1) 分析了曝氣強(qiáng)度和進(jìn)水流量對四邊形折流式膜生物流化床填料濃度的影響：折流板上部形成的曝氣死區(qū), 使得填料在升流區(qū)形成諸多內(nèi)循環(huán), 提高了升流區(qū)的填料濃度, 氣固液三相與膜組件相互碰撞的概率增大, 強(qiáng)化了膜污染的控制.折流板和導(dǎo)流錐形成的進(jìn)水角度沖擊反應(yīng)器底部的填料, 提高了在低曝氣強(qiáng)度下流化床的填料濃度, 可降低實際運(yùn)行過程的曝氣能耗.
2) 通過PIV分區(qū)拍攝了流化床的上、中、下3個區(qū)域, 分析了升流區(qū)和降流區(qū)曝氣強(qiáng)度和進(jìn)水流量對液相平均軸向速度、渦量、湍動能的影響：曝氣強(qiáng)度和進(jìn)水流量的變化改變了液相的軸向返混強(qiáng)度和剪切力, 進(jìn)而改變了填料濃度, 影響膜面?zhèn)髻|(zhì)系數(shù)和濃差極化邊界層厚度, 降低膜污染.
3) 對曝氣強(qiáng)度和進(jìn)水流量為1.05 m3·h-1、50 L·h-1與0.65 m3·h-1、200 L·h-1工況的下部和上部兩個區(qū)域的液相速度矢量圖和流線圖進(jìn)行了分析, 同時采用了渦量方法和漩渦強(qiáng)度方法分析了流場中的渦結(jié)構(gòu)得出：曝氣強(qiáng)度為1.05 m3·h-1和進(jìn)水流量為50 L·h-1的液速高于曝氣強(qiáng)度為0.65 m3·h-1和進(jìn)水流量為200 L·h-1工況, 兩個工況均出現(xiàn)較多的小尺度渦結(jié)構(gòu), 渦核數(shù)量差別較小.兩個工況填料濃度接近的現(xiàn)象, 原因為流態(tài)特性接近, 這種現(xiàn)象的應(yīng)用開發(fā), 可開發(fā)出高濃度有機(jī)廢水的新一代工程反應(yīng)器.
